近平衡状态海水中方解石溶解-沉淀速率及动力学研究

本文利用free-drift开放反应系统,在恒压力(1atm)、恒温度(25.0±0.2℃)环境下,研究海水中近溶解、沉淀平衡状态时二氧化碳分压(pCO2)的变化对方解石溶解、沉淀速率及其动力学方程的影响。研究结果表明:溶解速率相对于碳酸盐碱度(Ac)或饱和度(Ω)变化的敏感度要高于沉淀速率;Ac或Ω相同时,pCO2越高,溶解速率越高,而沉淀速率越低;方解石的溶解过程可分为pCO2欠平衡、平衡两个阶段,当Ω>0.8时反应液pCO2平衡,方解石的溶解反应级数介于8～9之间;沉淀反应级数介于2.4～2.6之间,且反应液pCO2的改变对沉淀反应级数的影响不明显。     

纳污河口水体中溶解有机物对Cr(Ⅵ)的还原作用--实验室模拟

工厂排放的含Cr(Ⅵ)废水注入河口之后,受水体中溶解有机物的还原,转化为低毒的Cr(Ⅲ).在天然水体中Cr(Ⅵ)被溶解有机物还原的反应动力学表明:该过程对Cr(Ⅵ)和H~ 均为一级反应.还原过程由两个反应组成,反应Ⅰ是Cr(Ⅵ)对酚羟基(φ—OH)的氧化,反应速度常数k_1~(18℃)=0.036min~(-1).反应Ⅱ是Cr(Ⅵ)对醇羟基(R—OH)的氧化,反应速度常数k_1~(＇18℃=1.5×10~(-3)min~(-1)。反应的活化能E_1=26kcal/mol,E_1~＇=40kcal/mol(18—28℃).利用正交设计实验测定该还原反应热力学的有关参数得出:溶解有机物对Cr(Ⅵ)的还原作用体系的反应物浓度和pH对反应平衡点有显著影响河口水域的水化学条件有利于Cr(Ⅵ)的还原.在反应平衡时六价铬的浓度(C_(Cr)~(eq)_(VI))与溶解有机物含量(DOC)之间的相关关系的基础上,外推得出不同环境功能水质要求的排放标准的计算通式:C_(Cr)~d_(VI)=α(Q/q)C_(Cr)~8_(VI) kDOC     

聚硅酸对不同形态铝沉积行为的影响

针对给水管网中残余铝沉积和再溶解现象可能引起的水质问题,研究了聚硅酸对不同水解聚合形态铝沉积、再溶解的影响,并以石英微晶天平为表征手段,初步探讨了聚硅酸对不同形态铝沉积、再溶解过程影响的机理.结果表明,聚硅酸能显著改变不同水解聚合形态铝的沉积、再溶解行为.聚硅酸可与3种水解聚合形态的铝迅速结合而生成可沉积产物,但产物性质不同.以单体形态为主的Al_0与聚硅酸的反应产物性质较稳定,部分以溶解态存在,部分以非溶解态(可沉积态)存在;尽管铝的两种聚合形态Al_(13)和Al_(30)与聚硅酸反应也生成了部分可沉积产物,但随着时间的推移,这些产物又逐渐向溶解态转化.铝硅比对Al_0体系中铝的沉积溶解行为影响较小,而对Al_(13)和Al_(30)影响较大,且在0.2∶20(以Al和SiO_2计的质量比)时,沉积态铝的溶解速率最快.     

在200—400℃、1.6—150MPa水中SnO_2的溶解度

<正> 对于接近中性的稀释水溶液,羟基络合物Sn(OH)_4~0是Sn(Ⅳ)在与锡石的平衡中存在的普通形式,它由反应(1)形成。 SnO_2~k+2H_2=Sn(OH)_4~0 (1) 虽然在很大的温度范围内对SnO_2在水中的溶解度进行过研究,但是有关评定压力对这种反应(锡的一种主要地球化学行为)影响的资料是不足的。关于SnO_2溶解状态的摩尔体积的资料也相当缺乏。在SnO_2溶解时,溶合作用的实质尚未查清,很可能与上述反应(1)不同,尽管水溶组分Sn(Ⅳ)为通常的六配位。因此,我们认为,采用下面的反应式来描     

草酸对砖红壤的还原-溶解及其与磷素释放的耦合关系

砖红壤中铁、铝氧化物对P素的强烈吸附和包蔽是这类土壤P素生物有效性低的主要原因,P素释放与土壤的还原-溶解过程关系极其密切. 通过研究草酸对砖红壤的还原-溶解反应,以揭示溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH的动态变化规律,阐明溶液pH条件以及2种陪伴金属阳离子(铝离子和铜离子)对Fe,Al和P释放数量的影响. 结果表明,在所研究的24 h反应时间内,溶液c(总Fe)在第12小时达到最大值后逐渐下降,pH在第12小时达到最大值后则保持不变;溶液c(Al)逐渐升高,而c(P)则表现出下降趋势. 这说明溶液中c(Fe),c(Al)和c(P)以及pH主要受土壤固相还原-溶解反应与离子表面吸附反应的相对强弱控制. 低pH条件有利于土壤还原-溶解反应的进行,促进Fe,Al和P释放到土壤溶液. 此外,溶液中c(Al)和c(P)差异明显,而c〔Fe(Ⅱ)〕和c(P)之间差异较小,表明草酸还原-溶解砖红壤过程中,Fe(Ⅱ)和P释放基本同步进行. 铝离子或铜离子对草酸还原-溶解砖红壤过程有抑制作用,可降低平衡溶液中c(P)和c〔Fe(Ⅱ)〕.      

回流酸溶法测定工业氢氧化铝中三氧化二铝含量

<正>工业氢氧化铝是一种很不易溶解的物料,测定其Al_2O_3含量的传统方法是用苛性钠融溶法将Al(OH)_3变成铝酸钠,然后加酸中和至酸性,使Al(OH)_3中的Al转化成Al~(3+)阳离子,然后以EDTA容量法测其Al_2O_3含量.此方法耗能大,要在700℃～800℃的马弗炉中灼烧数小时,且操作不易掌握,Al(OH)_3+NaOH混合物灼浇反应时经常溢出坩埚外,使镍坩埚表面锈蚀变色,不易清洗.因此想用一种较简便的方法替代它.我们采用酸溶沸腾回流法使Al(OH)_3和浓HCl反应,在100℃加热溶解,约反应3～4小时,可将Al(OH)_3完全溶解.然后用EDTA容量法测其Al_2O_3含量,实验得到较理想结果,测得Al_2O_3含量64.78%,符合产品出厂指标.     

非平衡水-岩反应——Ⅰ.界面控制的反应模式

在建立一种受表面过程控制的水-岩反应的新模式时,联合使用了已形成的晶体生长理论和硅酸盐溶解实验结果。联立质量传递速度方程和界面分离过程速度方程,求出了稳态条件下的总反应速率。如果界面反应控制总反应速率,那么非稳态过程就可成功地加以处理。对于大多数不易溶解的矿物来说,作为确定速率的因子,通过溶液的扩散可以忽略。 许多表面过程是由总界面不饱和度驱动的,但只有那些促进分离的过程才对溶解有贡献。另外,与非分离作用有关的表面过程导致了溶解速率较低。许多矿物-溶液反应的低速率,是那些消耗能量的表面过程造成的,而这种能量在其它情况下会驱动分离作用。 界面反应速率与时间的关系的分析结果表明,如果均匀分离或层源生成机制(如螺旋位错)控制溶解速率,那么直线速率规律就起作用。在低界面不饱和度的条件下,一级对数速率规律占优势。如果表面分离参数随时间的二分之一次方而变化,那么界面反应速率与时间的关系曲线就呈抛物线形状。     

微曝气条件下S-TE剩余污泥溶解性研究

研究了微曝气、不同温度条件下S-TE预处理对剩余污泥溶解和各种化学组分变化的影响.结果表明,S-TE污泥溶解存在2种反应(酶催化反应和热解反应)和2个过程:嗜热菌胞外酶(主要为蛋白酶和淀粉酶)首先解聚污泥胶团,进而溶解细菌的细胞壁,水解胞内有机物质.接种嗜热菌Bacillus stearothermophilus sp.AT06-1比不接种促进了污泥悬浮固体的溶解,接种条件下最适宜的溶解温度为65℃,此温度下,污泥VSS和TSS溶解率相对于不接种试验提高程度最大,2 d时VSS、TSS溶解率分别达到34.09%和24.16%,比不接种试验同期分别提高了7.57%和6.87%;微曝气条件下SCOD和VFA得到累积,最大累积量达到4 531 mg/L和2 319 mg/L,有利于厌氧消化;此时蛋白酶活性提高也最大.污泥溶解产生的蛋白质被蛋白酶水解,蛋白质浓度先升高后降低.     

密西西比河谷型铅锌矿床中的硫酸盐-硫化物-碳酸盐组合

本文描述了石膏-硬石膏、白云石-方解石和闪锌矿-方铅矿之间的平衡状态的一些特征,这些特征对解释以碳酸盐岩为主岩的铅锌矿床具有一定的意义。人们注意到,除非在交代过程中出现生成氢离子被“耗尽”的过程,否则,通常观测到的硫酸盐被碳酸盐矿物交代的现象是不会发生的。这一“耗尽”的过程一般是硫酸盐还原为H_2S或硫的过程,但也可能为别的一些反应。 平衡反应途径的计算结果表明,在含Mg~(+2)的卤水中,当温度为100—150℃时,有机碳与硫酸钙反应,若无金属离子存在则可导致白云石(与矿区内的白色亮晶白云石相似)沉淀,否则将会导致硫化物沉淀,而白云石则溶解。在没有同时发生还原反应的情况下,这种卤水中金属与H_2S反应可导致更多的白云石溶解(为标准情况下的7.5倍)。在缺少由其他反应(如硅酸盐蚀变反应)引起溶液的pH增加的情况下,碳酸盐和硫化物不能同时沉淀。本文还介绍了表示储集层与流体关系的各种密西西比河谷型矿床模式的综合图解。     

醋酸-醋酸铵缓冲体系中柠檬酸、草酸和苹果酸对高岭石的溶解特征

采用间歇法(batch method)模拟研究醋酸-醋酸铵缓冲体系中柠檬酸、草酸和苹果酸三种低分子量有机酸对高岭石的溶解特征。结果表明:柠檬酸、草酸和苹果酸三种有机酸均能显著促进高岭石的溶解,溶解能力都是随其浓度和酸度的升高而增强;当有机酸浓度为1mmol/L,pH3.5时,草酸>柠檬酸>苹果酸;pH5.5和pH4.5时,柠檬酸>草酸>苹果酸;而当有机酸浓度≥5mmol/L时,草酸>柠檬酸>苹果酸,且对高岭石的溶解能力都大于无机酸。当柠檬酸、草酸和苹果酸浓度为1mmol/L时,反应级数(nHL)分别为0.09、0.27和0.18,速率常数(kHL)分别为4.03×10-13、2.62×10-12和4.73×10-13;当其浓度为5mmol/L时,其反应级数(nHL)分别为0.16、0.37和0.16,速率常数(kHL)分别为1.38×10-12、2.32×10-11和4.97×10-13;其浓度为10mmol/L时,反应级数(nHL)分别为0.18、0.34和0.16,速率常数(kHL)分别为2.17×10-12、2.60×10-11和6.05×10-13。对于柠檬酸和草酸而言,在促进高岭石溶解的作用上,相对于质子,配体的贡献是主要的;而对于苹果酸而言,配体的贡献是次要的。配体促进溶解速率(RL)可以用配体浓度的指数形式来表示。对柠檬酸、草酸和苹果酸而言,pH5.5时,分别为RL=10-13.01[配体]0.23、RL=10-13.28[配体]0.70和RL=10-13.72[配体]0.38;pH4.5时,分别为RL=10-13.00[配体]0.51、RL=10-13.03[配体]1.05和RL=10-14.07[配体]0.77;pH3.5时,分别为RL=10-12.99[配体]0.64、RL=10-12.72[配体]0.89和RL=10-14.61[配体]1.69。     

有机组分对长石溶解和次生孔隙发育的影响

在储层温度(95℃/1bar~1)和100℃/88bar)下,长石溶解于有机细分水溶液的模拟实验揭示了许多重要事实,这些事实对于含长石砂岩中次生孔隙的形成具有重要的意义。实验采用油田水中两种最常见的羧酸(草酸和醋酸),一种多元羧酸(乙二胺四乙酸,简称EDTA)和一种酚(儿茶酚)。草酸盐溶液能显著提高长石的溶解速率,但这种效应在溶液中存在钙和镁时明显受到抑制。醋酸盐的存在能有效地缓冲地下流体的pH值,进而控制长石的溶解速率。在醋酸盐缓冲溶液里,当pH值由中性降为酸性时,钾长石的溶解速率增大。然而,这些结论并不表明溶液中只有醋酸盐离子存在,若其pH值与无醋酸溶液的pH值相同时,长石溶解速率会增加,在储层条件下,醋酸通过控制pH值而不是与铝和硅配合,间接地影响长石的溶解。 有些羧酸(例如EDTA)能与铝配合而不形成不溶性钙盐,所以EDTA比草酸可更大程度地促进长石的溶解。邻二酚(例如儿茶酚)溶解长石比草酸更加有效。极少量这些有机组分的存在可显著提高次生孔隙的形成。 在相似条件下,富钙长石的溶解速率大于碱性长石。因此,若获得有关长石组分的更多信息,则可改进有关孔隙的预测工作。     

Zn~(2+)-S~(2-)-H_2O系热力学平衡研究

根据配位化学热力学平衡原理,绘制了温度为298.15K时Zn2+-S2--H2O系pC-pH热力学平衡状态图。结果表明:ZnS溶解平衡时,随着pH值的增加,ZnS的溶解度先减少后增加,当pH值为8.36时,ZnS的溶解度最小,为10-7.69mol/L;Zn(OH)2溶解平衡时,随着pH值的增加,Zn(OH)2的溶解度也呈现先减少后增加,当pH值在9.41时Zn(OH)2的溶解度最小,为10-5.61mol/L;体系中ZnS和Zn(OH)2二者固相溶解平衡时,当S2-Zn2(+mol)时,pH在0～14范围内只生成ZnS沉淀,不会产生Zn(OH)(2s)物质。研究结果可为硫化沉淀法去除废水中锌等技术提供理论依据。     

五、最佳填料床的脱硫工艺

本文所介绍的是一种成本低,污染物少,采用氢氧化钠、氢氧化钙复合填料床(NCA)的脱硫工艺。中和反应唯独在溶解的酸性物质与分散的碱液微滴相互撞击时,才能发生。因此,酸性物质的去除率与碱液用量成正比。大量的碱液与剧烈地搅拌使NaOH溶液分散成小液滴,对萃取出微量的酸性物质     

酸性矿山废水中铜在含铬施氏矿物上的吸附及其对矿物溶解与相转变的影响

施氏矿物对水体中的重金属具有较强的吸附和固载能力,但随着环境条件的改变,施氏矿物可能会溶解并发生相转变,引起重金属的释放.利用化学合成的含Cr施氏矿物,探究其在不同Cu(Ⅱ)浓度与pH条件下含Cr施氏矿物的溶解和相转变.研究结果表明,在pH~3时,含Cr施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量较少,Cu(Ⅱ)对矿物溶解的影响不明显;在该pH条件下,含Cr施氏矿物会发生相转变生成部分针铁矿,但是随着溶液中初始Cu(Ⅱ)浓度的升高,矿物的相转变得到抑制.当pH升高至pH~5时,含铬施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量显著增加,Cu(Ⅱ)主要以Cu(OH)+与Cu2_(OH)_2~(2+)的形态吸附在含Cr施氏矿物表面,而高浓度Cu(Ⅱ)存在时也会生成部分Cu(OH)_2固体直接沉淀在矿物表面,覆盖矿物的反应位点从而阻碍SO_4~(2-)和CrO_4~(2-)的释放,而且随着Cu(Ⅱ)浓度的升高,这种抑制作用显著增强.在不同pH条件下,Cu(Ⅱ)的存在能够有效促进含Cr施氏矿物的稳定性,促进矿物对重金属Cr的固载能力,这些结果对酸性矿山废水环境中施氏矿物的稳定性和重金属污染控制具有重要意义.     

高温耐磨粘结铜除铜工艺研究

目的获得经济且环境友好型化学溶解高温耐磨粘结铜的工艺。方法采用正交实验获得化学溶解除铜的最佳工艺参数,利用电化学手段测试铜及炮管基体在两种溶液体系最优配方中的E-t曲线和极化曲线,通过连续失重法分析铜在腐蚀溶液中的腐蚀溶解规律,并观察溶解后的表面形貌。结果化学溶解除铜工艺最优配方分别为过氧化氢-柠檬酸(H2O2(质量分数为0.8%)+C6H8O7(质量浓度为6 g/L)+温度θ为30℃+pH值为10)、溴酸钾-柠檬酸(KBrO3(质量浓度为30 g/L)+C6H8O7(质量浓度为30 g/L)+温度为30℃+pH值为10)。腐蚀溶解初始阶段,铜基体表面氧化膜逐渐溶解破坏,腐蚀电位变负,溶解速率加快,随后铜基体裸露,进入稳定溶解过程,反应速率逐渐趋于稳定。在溴酸钾-柠檬酸体系中铜的自腐蚀电流密度比过氧化氢-柠檬酸体系中高2个数量极,表现出更强的阳极活化能力和腐蚀溶解速度。结论铜在两种溶液体系中表现出快速稳定的溶解速度,炮管基体的腐蚀速率比铜小2~3个数量级,具有良好的耐蚀能力。     

混凝去除五价砷的中试研究及絮体回流的强化效果

采用中试和小试结合的方式研究了混凝去除地表水中五价砷的机制及絮体回流的强化效果结果表明,砷在常规水处 理流程各段的形态变化及去除率分配显示,原水中的As(V)主要以溶解态存在,占总量的95％溶解态的砷和总砷在快速混合、级絮凝、二级絮凝、沉淀、过滤个单元去除率分别为87.92％、6.18％、2.38％、1.55％、1.23％以及1.10％、1.83％、2.20％、86.42％、7.38％,因此,混凝效果的好坏直接决定溶解态的砷向颗粒态砷的转化率以及含砷絮体的沉降性能絮体对As(V)表现出很强的吸附性能,其吸附速率符合拟二级反应动力学模型,以化学吸附为主吸附等温线符合修正的Freundlich模型.当絮体回流点位于快速混合处时,回流比为50％时,絮体回流能很好地起到减少混凝剂投量,促进混凝除As(V)的作用.     

废旧光盘回收聚碳酸酯工艺优化

针对废旧光盘的化学法处理,在化学洗脱最佳实验条件的基础上重点研究1,2-二氯乙烷-乙醇溶解反沉淀最佳实验条件(温度、搅拌速率)以及1,2-二氯乙烷乙醇混合液加水分离时最佳加水量,随后在聚碳酸酯粗颗粒中加入抗坏血酸(抗氧化剂)、邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)进行手动捏合,并且测试了聚碳酸酯颗粒的热稳定性和阻尼性能。实验表明:溶解-反沉淀时最佳反应温度是50℃,搅拌速率是80 r/min,聚碳酸酯粗颗粒的回收率可达到94%以上。混合液分离时加水量最好是70%,1,2-二氯乙烷回收率达到58%。对处理过程中产生的废水测定了COD、总磷、氨氮,混合液分离2次后,COD明显降低。聚碳酸酯粗颗粒、抗坏血酸和邻苯二甲酸二丁酯配比为6∶1∶6时捏合效果比较好,能够捏合出理想的形状。在加入抗氧化剂、增塑剂后,高温下聚碳酸酯的热稳定性更好。回收的聚碳酸酯适合用作阻尼材料,而且阻尼性能偏好。     

硅酸盐湿法分析中一种可能的误差来源——不溶氟化物

<正> 当用20毫升HF(40％)和2毫升HClO_4(70％)以常规方法消化硅酸盐岩石时,发现偶然有不溶物形成。重约0.5克岩石样品(其成分变化在英云闪长岩和碱性花岗岩之间),在170℃时使SiF_4挥发并用15毫升1M盐酸溶解样品残渣之后可观察到不溶物质。虽然在制备B溶液~*时已不常用盐酸溶解,但本人用了盐     

S-TE污泥溶解过程中主要固形物质的变化及动力学分析

筛选出一株能分泌胞外酶、促进污泥溶解的嗜热脂肪芽孢杆菌Bacillus stearothermophilus sp.AT06-2,将AT06-2培养液接种入不同浓度(TSS约为7、14和21 g·L-1)的剩余污泥,于60℃进行嗜热菌溶解试验,并与未接种试验进行对比.结果表明,接种后TSS和VSS溶解率都得到提高60h后接种试验VSS溶解率分别达到58.76%、50.17%和39.38%,而未接种试验VSS溶解率仅为34.00%、28.63%和25.22%.在固形物质溶解机理方面,VSS的溶解主要受酶催化效应和热水解效应的影响,TSS的溶解减量取决于VSS和FSS的组成比例.VSS溶解在初始阶段(t=3d)符合准一级反应动力学模型,接种后溶解速率常数Kd显著提高,分别从未接种的0.14 d-1,0.10 d-1、0.10 d-1相应提高到接种条件下的0.30 d-1、0.23 d-1和0.16 d-1.     

金属和有机化合物污水的处理TiO_2光催化剂的研究

本文通过试验室试验,研究了利用TiO_2光催化剂处理带有溶解金属(Ag、Au、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Pt)及各种有机物(如:甲醇、甲酸、水扬酸、乙二胺四乙酸、酚、硝基苯)的污水。研究发现只要具有一半反应标准的还原电势,正高压高于3V的金属(做为正常氢电极的函数),可以利用TiO_2做为光催化剂进行处理。同时本文还提供了说明氧化和还原反应之间相互作用的动力学数据。试验利用单苯环同系物做为电子供体,说明了Cr(Ⅵ)的还原率与哈梅特(Hammett)常数σ密切相关。用柠檬酸做还原剂,将Cr(Ⅵ)转换为Cr(Ⅲ)所测定的光电效率大约是85％,相反,当利用O_2做为氧化剂氧化水杨酸时,光电效率只有4％。因此,在设计高效率光电催化系统处理废水时,必须同时考虑氧化和还原的过程。